论文部分内容阅读
本研究以高抗倒伏品种酉荞2号(YQ2)、中抗倒伏品种宁荞1号(NQ)和易倒伏品种乌克兰大粒荞(UD)为试验材料,利用烯效唑4个不同浓度(T1:40 mg·L-1、T2:60 mg·L-1、T3:80 mg·L-1、T4:100 mg·L-1)、赤霉素4个不同浓度(T5:10 mg·L-1、T6:20 mg·L-1 T7:30 mg·L-1、T8:40 mg·L-1)和一个清水对照(T0)浸种,研究烯效唑和赤霉素浸种对荞麦倒伏习性(倒伏分级、倒伏率和倒伏指数的差异)和产量及构成因素的影响;开花期、灌浆期和成熟期荞麦茎秆的力学特性、形态特性、解剖结构和糖氮代谢的变化、茎秆木质素含量及相关合成酶活性的变化;盛花期木质素合成关键酶基因PAL、CCR、4CL、C4H、COMT和CCOAOMT的表达量差异;以及荞麦倒伏与茎秆相应特性的相关性。其主要研究结果如下:1.烯效唑和赤霉素浸种处理对甜荞倒伏的影响。在清水浸种处理下,高抗倒伏品种YQ2的倒伏率和倒伏指数最小,易倒伏品种UD的最大,中抗倒伏品种NQ介于两者之间。烯效唑浸种处理后,各品种的倒伏分级、倒伏率和倒伏指数显著降低,随烯效唑浓度的升高,倒伏分级、倒伏率和倒伏指数先减小后增加,在T3处理(80 mg·L-1)下达到最小值;赤霉素处理显著增加了各品种的倒伏分级、倒伏指数和倒伏率,且随着赤霉素浓度的升高,倒伏分级、倒伏指数和倒伏率先增加后减小,在T7(30 mg·L-1)达最大值。因此,烯效唑能有效地减少倒伏的机率,而赤霉素则促进倒伏的发生。2.烯效唑和赤霉素浸种处理对甜荞产量的影响。三个品种对照的产量表现为YQ2>NQ>UD,烯效唑浸种处理后,显著提高了各品种的产量、单株粒数、单株粒重和千粒重,并且随着烯效唑浓度的增加表现为先增加后减小的趋势,在T3达到最大值;赤霉素处理后则减低了各品种的产量、单株粒数、单株粒重和千粒重,并且随着赤霉素浓度的增加先减小后增加或逐渐减小,在T7或T8下达最小值(多数在T7处理)。主茎节数与分枝数与产量变化趋势相反。3.影响甜荞抗倒伏能力相关指标在不同时期下的动态变化。从开花期到成熟期,三个品种对照下的株高、茎秆重心高度、茎秆鲜重、第2节间长和粗、机械组织层数、机械组织厚度和维管束数目、木质素含量、可溶性糖含量、C/N比不断增加;茎秆抗折力参数、第2节间干重和节间充实度、茎壁厚度和维管束面积、PAL活性、CAD活性呈先增加后减小的变化,在灌浆期达最大值、4CL活性、POD活性和总氮含量从开花期至灌浆期逐渐降低。其中,各时期中除基部第2节间长和总氮含量在UD中最大,NQ中次之,YQ2中最小外,其他指标均在YQ2中最大,UD中最小,NQ介于两者之间。4.烯效唑和赤霉素浸种处理对荞麦的茎秆抗折力的影响。烯效唑处理显著增加了甜荞的茎秆抗折力,T1-T4处理下的茎秆抗折力先增加后减小,在T3达最大值。而赤霉素则降低了甜荞的茎秆抗折力,T5-T8处理下的茎秆抗折力先减小后增加,在T7处理下达最小值。相关分析结果表明,甜荞茎秆抗折力与倒伏率呈极显著的负相关。5.烯效唑和赤霉素处理对甜荞形态指标的影响。烯效唑处理显著降低了甜荞的株高、茎秆重心高度、茎秆鲜重和第2节间长,随着烯效唑浓度的增加,这些指标先减小后增加,在T3达最小值;基部第2节间粗、第2节间干重和节间充实度,随着烯效唑浓度的增加,先增加后减小,在T3达最大值;而赤霉素处理后变化趋势与烯效唑处理后变化趋势相反。6.烯效唑和赤霉素浸种处理对甜荞茎秆解剖结构的影响。烯效唑处理后,甜荞茎秆的解剖结构相关指标(机械组织层数、机械组织厚度、茎壁厚度、维管束数目和维管束面积)均比T0显著增加,呈先增加后减小的趋势,在T3达最大值;但赤霉素处理后,机械组织厚度和维管束面积与T0相比均减小,呈先减小后增加的趋势,并在T7达最小值,机械组织层数、茎壁厚度和维管束数目与T0相比无显著差异。7.烯效唑和赤霉素浸种处理对甜荞茎秆碳氮代谢的影响。与对照T0相比,烯效唑浸种处理可以显著提高茎秆中可溶性糖含量和C/N比,减小总氮含量,随着烯效唑浓度的增加,可溶性糖含量和C/N比先增加后减小,在T3达到最大值,总氮含量先减小后增加,在T7达最小值。赤霉素处理下的变化趋势与之相反。8.烯效唑和赤霉素浸种处理对甜荞木质素含量及木质素合成关键酶活性的影响。烯效唑浸种处理可以显著提高甜荞茎秆的木质素含量及相关合成酶活性。随着烯效唑浓度的增加,木质素含量及相关酶活性先增加后减小,在T7处理达最大值。与T0相比,赤霉素的使用,则降低了木质素含量及PAL、4CL和CAD酶活性,但增加了POD酶活性。随着赤霉素浓度的增加,木质素含量、PAL、4CL和CAD酶活性呈先减小后增加的趋势,在T7达最小值。POD酶活性则先增加后减小,在T7达最大值。9.烯效唑和赤霉素浸种对甜荞木质素合成关键酶基因的影响。在对照下,盛花期YQ2的PAL、CCR、4CL、C4H和CCOAOMT表达量高于NQ,NQ高于UD。而COMT的表达量则在UD中最高,YQ2中最小,NQ介于两者之间。烯效唑处理之后,显著增加了除COMT以外的其他木质素合成关键酶基因表达量,降低了COMT的表达量。与T0相比,PAL、CCR、4CL、C4H和CCOAOMT的表达量在T1-T4中先增加后减小,在T3达最大值,在T5-T8中先减小后增加,在T3或T4处理下达最小值。赤霉素处理后各指标变化趋势与烯效唑处理后各指标变化趋势相反。综上所述,烯效唑和赤霉素对甜荞的倒伏习性、产量及产量构成因素、力学特性、形态特性、解剖结构、糖氮代谢、木质素含量、木质素合成关键酶活性以及木质素合成关键酶基因表达量有显著影响。当烯效唑浸种浓度为80 mg·L-1,对甜荞茎秆的优化作用最为明显,因此在此浓度处理下,茎秆形态最优、机械强度最强以及木质素代谢最旺盛,能够增加甜荞的抗倒伏能力,减少倒伏发生的机率,增加产量。